Цитология наука о клетке многообразие клеток. Цитология - наука, изучающая клетку. Прокариоты и эукариоты

Разделы: Биология

Класс: 9

Цель: познакомить учащихся с историей открытия и изучения клетки, основными положениями клеточной теории и методами изучения клетки.

Задачи образовательные: сформировать знания об истории открытия клетки, учёных внесших вклад в изучении строения клетки разобрать основные положения клеточной теории выяснить какие методы используются в цитологии для изучения клетки.

Задачи развивающие: продолжить формирование умений и навыков использовать различные информационные источники: интернет, дополнительную литературу при подготовке к уроку умения сравнивать, анализировать, делать выводы развивать монологическую речь учащихся, совершенствуя технику публичных выступлений.

Задачи воспитательные: формирование умений самостоятельной работы показать общебиологическое значение клеточной теории.

Метод: репродуктивный.

Оборудование: мультимедийный проектор, смарт доска, таблица «Общая схема строения растительной и животной клеток».

Ход урока

1. Организационно- психологический момент

Приветствие детей учителем, доброжелательная обстановка.

Оглашение темы урока учителем (она написана на доске заранее).

В тетради дети записывают тему урока.

Совместное определение с учащимися целей и задач урока.

Настрой на продуктивную совместную деятельность.

2. Проверка знаний

Задание 1. Блиц опрос. Учитель задаёт вопросы, ответы должны быть точными и краткими.

1. Какими царствами представлена живая природа? (растения, животные, грибы, растения)
2. Из чего состоят представители царств живой природы? (клеток)
3. Какое еще существует пятое царство? (вирусы)
4. Какова особенность вирусов? (не имеют клеточного строения)
5. Какие существуют уровни организации жизни? (молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный)

Задание 2. Зарядка для ума.

Учитель. Мы с вами изучили признаки живых организмов. На доске записано всего несколько, только вот буквы все перепутались. Найдите и запишите в тетради эти признаки. Первые трое правильно ответившие получат отличные оценки:

• жидрастьмораз – раздражимость;
• таниепи – питание;
• гуциясаремоля – саморегуляция;
• сорт – рост;
• витиераз – развитие;
• леднасвенстность – наследственность;
• ханеиды – дыхание;
• мноразниеже – размножение.

Задание 3. Вспомни, сопоставь, покажи. Учитель. На доске висит таблица «Строение растительной и животной клеток». Что объединяет эти клетки? Пойти к доске и на таблице показать общие компоненты (ядро, мембрана, цитоплазма)

3. Новый материал

(вступительное слово учителя)

Клетка – это интересный, удивительный и загадочный мир, который характерен для любого живого существа, исключая вирусы. Но разгадать тайны клетки удалось лишь при изобретении в конце XVI века первого микроскопа. История изучения клетки неразрывно связана с развитием микроскопической техники и методов исследования. Изобретение микроскопа привело к углубленному изучению органического мира.

В 1590 году голландец Ханс Янсен сконструировал первый оптический прибор, который состоял из трубки с двумя увеличительными стёклами, прикреплёнными к подставке.

Слайды 2-4. В 1665 году английский естествоиспытатель Роберт Гук,рассматривая срез коры пробкового дуба под усовершенствованным им микроскопом увидел образования, напоминающие пчелиные соты. Описывая увиденное Гук использовал слово «келл», что на английском означает «камера», «ячейка». На русский язык термин был переведён как КЛЕТКА.

Поэтому термином клетка мы пользуемся благодаря Роберту Гуку.

Хотя сейчас мы знаем, что видел он не сами клетки, а их клеточные стенки.

Слайд 5. В период с 1676 по 1719 г. современник Гука голландский купец Антони ван Левенгук завоевал славу учёного и подарил науке величайшее открытие. Он усовершенствовал микроскоп Гука и создал линзы дающие увеличение в 100-300 раз и открыл мир одноклеточных организмов.

Левенгук писал «О эврика! Люди, что я вижу! В этой маленькой капельке воды встретился мне целый мир маленьких живых существ. Мир, который трудно понять и объяснить. Эти маленькие зверушки были очень забавны, они кувыркались, прыгали, резвились и были очень счастливы в жизни.

Да и по форме «зверушки» были довольно симпатичные: шарики, спиральки, палочки, то по одной крутились, то по 2-3 в понятном только для них танце.

Описание этих «зверушек» снискали голландцу мировую известность, побудили интерес к изучению живого мира.

Слайд 6. В 1831 году шотландский ботаник Роберт Броун впервые описал ядро в растительной клетке.

В 1834 году русский учёный П.Ф. Горянинов в своих исследованиях отметил, что все животные и растения состоят из соединенных между собой клеток, которые он называл пузырьками, мешочками или каморками. Он высказал мнение об общем плане строения растений и животных.

В середине XIX века накопилось много информации, новых знаний о клетках.

Слайд 7. 1838 г. Немецкий ботаник Маттиас Шлейден пришёл к выводу, что ткани растений состоят из клеток.

Слайд 8. 1839 г. Немецкий физиолог Теодор Шванн издал книгу «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в которой сформулировал вывод о том, что клетка является структурной и функциональной единицей живых организмов.

Это представление и получило название теории Шванна-Шлейдена.

Слайд 9. Основные положения теории Шванна- Шлейдена (1838-1839 г.г.):

1. Все организмы состоят из клеток.
2. Клетки представляют собой мельчайшие структурные единицы жизни.
3. Клетки в организме возникают путём новообразований из неклеточного вещества.

Слайд 10. Ошибки учёных.

М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно считали, что клетки возникают путём новообразования из неклеточного вещества.

Слайд 11. Карл Бэр – академик Российской академии в 1827 г. открыл яйцеклетку млекопитающих. Бэр установил, что все организмы начинают своё развитие из одной клетки (зиготы). Это открытие доказывает, что клетка является ещё и единицей развития всех живых организмов.

Слайд 12. 1840 г. Ян Пуркине предложил термин «протоплазма» для обозначения живого содержимого клетки 1844 г. учёный Гуго Моль подробно описал содержимое клетки, применяя термин «протоплазма».

Слайд 13. 1855 г. Немецкий врач Рудольф Вирхов убедительно доказал, что клетки возникают только из клеток, путём размножения – «клетки из клетки», опровергнув ошибочное представление клеткообразования Шлейдена и Шванна. Ошибкой Вирхова было то,что он считал что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая по себе. Позднее удалось доказать целостность клеточной системы.

Слайд 14. 1876 г. Александр Флеминг открыл клеточный центр.

Слайд 15. 1890 г. Рихард Альтман открыл митохондрии.

Слайд 15. 1898 г. Камилло Гольджи открыл органоид, названный в честь него – аппарат или комплекс Гольджи.

Слайд 16. На рубеже XIX и XX веков сформировалась новая биологическая Наука ЦИТОЛОГИЯ (от греческого цитос – клетка, логос – учение)

ЦИТОЛОГИЯ изучает:

1. Строение клеток и их органоидов;
2. Функции органоидов и других структур клетки;
3. Размножение и развитие клеток.

Слайд 17. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ

1. Клетка является структурной и функциональной единицей живого, представляющая собой элементарную живую систему. Для нее характерны все признаки живого.
2. Слайд 18. Клетки всех организмов имеют сходный химический состав и общий план строения.
3. Слайд 19. Новая клетка возникает в результате деления исходной клетки.
4. Слайд 20. Многоклеточные организмы развиваются из одной исходной клетки.
5. Сходство клеточного строения свидетельствует о единстве их происхождения.

Слайд 21. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ

МИКРОСКОПИРОВАНИЕ:

1. СВЕТОВОЙ МИКРОСКОП. Изучает клеточные формы и структуры: ядро, митохондрии, хлоропласты, аппарат Гольджи.
2. Слайд 22. ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП. Изобретён в 30-х годах 20 века. Современные микроскопы дают Увеличение до 1000000 раз. Он более детально позволяет рассматривать структуру органоидов клетки.
3. Слайд 23. МЕТОД ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ. Основан на различной плотности органоидов и при очень быстром вращении на центрифуге органоиды располагаются в растворе слоями в соответствии со своей плотностью.
4. Слайд 24. ФЛУОРИСЦЕНТНАЯ МИКРОСКОПИЯ. Живые клетки наблюдают в ультрафиолетовом свете. При этом, одни компоненты начинают сразу светиться, другие светятся при добавлении специальных красителей. Флуорисцентная микроскопия позволяет увидеть места расположения нуклеиновых кислот, витаминов, жиров.
5. МЕТОД КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ. Он позволяет увидеть рост клеток, наблюдать за размножением определять влияние различных веществ на клетки, получать клеточные гибриды.

Слайд 25. ЗНАЧЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ:

1. В медицине для разгадки причин заболеваний.
2. Для классификации живых организмов.
3. В генетике (наследственные заболевания, мутации).
4. В сельском хозяйстве (генная, клеточная инженерия, селекция).
5. Для раскрытия тайн эволюции.

Слайд 26. ВЫВОД:

• Клетка является единицей строения всех живых организмов (кроме вирусов).
• Общность химического состава и строения говорит о единстве происхождения всего живого на Земле.

4. ЗАКРЕПЛЕНИЕ

А теперь мы проверим как вы поняли материал сегодняшнего урока?

Слайд 27. ЗАДАНИЕ 1

Выполнить тестовую работу в тетради и поставить себе оценку.

1. Впервые увидел и описал клетки растений:

1. Р. Вирхов;
2. Р. Гук;
3. К. Бэр;
4. A. Левенгук.

2. Усовершенствовал микроскоп и впервые увидел одноклеточные организмы:

1. М. Шлейден;
2. А. Левенгук;
3. Р. Вирхов;
4. Р. Гук.

3. Создателями клеточной теории являются:

1. Ч. Дарвин и А. Уоллес;
2. Т. Шванн и М. Шлейден;
3. Г. Мендель и Т. Морган;
4. Р. Гук и Н. Г.

4. Клеточная теория неприемлима для:

1. грибов и бактерий;
2. вирусов и бактерий;
3. животных и растений;
4. бактерий и растений.

5. Клеточное строение всех живых организмов свидетельствует о:

1. единстве химического состава;
2. многообразии живых организмов;
3. единстве происхождения всего живого;
4. единстве живой и неживой природы.

А теперь смотрим правильные ответы.

Слайд 28. ОТВЕТЫ :

Исправьте ошибки и поставьте оценки, согласно критериям:

5 – всё правильно ;
4 – одна ошибка ;
3 – две ошибки ;
2 – три ошибки .

Учитель: поднимите пожалуйста руки кто получил «5», «4», «3», «2» (всё считает и оглашает результат).

5. Домашнее задание

Параграф 10, используя словесную формулу Цицерона: Кто? Что? Где? Чем? Зачем? Как? Когда? Составьте вопросы к параграфу.

На уроке мы узнаем историю возникновения цитологии, вспомним понятие клетки, рассмотрим, какой вклад внесли различные ученые в развитие цитологии.

Все живые су-ще-ства, за ис-клю-че-ни-ем ви-ру-сов, со-сто-ят из кле-ток. Но для уче-ных про-шло-го кле-точ-ное стро-е-ние живых ор-га-низ-мов было не таким оче-вид-ным, как для нас с вами. Наука, изу-ча-ю-щая клет-ку,ци-то-ло-гия , сфор-ми-ро-ва-лась лишь к се-ре-дине XIX века. Без зна-ния о том, от-ку-да бе-рет-ся жизнь, что яв-ля-ет-ся ее мель-чай-шей еди-ни-цей, вплоть до Сред-не-ве-ко-вья по-яв-ля-лись тео-рии о том, на-при-мер, что ля-гуш-ки про-ис-хо-дят от грязи, а мыши за-рож-да-ют-ся в гряз-ном белье (рис. 2).

Рис. 2. Теории Средневековья ()

«Гряз-ное белье сред-не-ве-ко-вой науки» пер-вым «раз-во-ро-шил» в 1665 г. ан-глий-ский есте-ство-ис-пы-та-тель Ро-берт Гук (рис. 3).

Рис. 3. Роберт Гук ()

Он впер-вые рас-смот-рел и опи-сал обо-лоч-ки рас-ти-тель-ных кле-ток. А уже в 1674 г. его гол-ланд-ский кол-ле-га Ан-то-ни ван Ле-вен-гук (рис. 4) пер-вым раз-гля-дел под са-мо-дель-ным мик-ро-ско-пом неко-то-рых про-стей-ших и от-дель-ные клет-ки жи-вот-ных, такие как эрит-ро-ци-ты и спер-ма-то-зо-и-ды.

Рис. 4. Антони ван Левенгук ()

Ис-сле-до-ва-ния Ле-вен-гу-ка ка-за-лись со-вре-мен-ни-кам на-столь-ко фан-та-сти-че-ски-ми, что в 1676 году Лон-дон-ское ко-ро-лев-ское об-ще-ство, куда он от-сы-лал ре-зуль-та-ты своих ис-сле-до-ва-ний, очень силь-но в них за-со-мне-ва-лось. Су-ще-ство-ва-ние од-но-кле-точ-ных ор-га-низ-мов и кле-ток крови, на-при-мер, никак не укла-ды-ва-лось в рамки то-гдаш-ней науки.

Чтобы осмыс-лить ре-зуль-та-ты труда гол-ланд-ско-го уче-но-го, по-тре-бо-ва-лось несколь-ко веков. Толь-ко к се-ре-дине XIX в. немец-кий уче-ный Тео-дор Шванн, ос-но-вы-ва-ясь на тру-дах сво-е-го кол-ле-ги Ма-тти-а-са Шлей-де-на (рис. 5), сфор-му-ли-ро-вал ос-нов-ные по-ло-же-ния кле-точ-ной тео-рии, ко-то-рой мы поль-зу-ем-ся и по сей день.

Рис. 5. Теодор Шванн и Маттиас Шлейден ()

Шванн до-ка-зал, что клет-ки рас-те-ний и жи-вот-ных имеют общий прин-цип стро-е-ния, по-то-му что об-ра-зу-ют-ся оди-на-ко-вым спо-со-бом; все клет-ки са-мо-сто-я-тель-ны, а любой ор-га-низм - это со-во-куп-ность жиз-не-де-я-тель-но-сти от-дель-ных групп кле-ток (рис. 6).

Рис. 6. Эритроциты, деление клетки, молекула ДНК ()

Даль-ней-шие ис-сле-до-ва-ния уче-ных поз-во-ли-ли сфор-му-ли-ро-вать ос-нов-ные по-ло-же-ния со-вре-мен-ной кле-точ-ной тео-рии:

1. Клет-ка - уни-вер-саль-ная струк-тур-ная еди-ни-ца жи-во-го.
2. Клет-ки раз-мно-жа-ют-ся путем де-ле-ния (клет-ка от клет-ки).
3. Клет-ки хра-нят, пе-ре-ра-ба-ты-ва-ют, ре-а-ли-зу-ют и пе-ре-да-ют на-след-ствен-ную ин-фор-ма-цию.
4. Клет-ка - это са-мо-сто-я-тель-ная био-си-сте-ма, от-ра-жа-ю-щая опре-де-лен-ный струк-тур-ный уро-вень ор-га-ни-за-ции живой ма-те-рии.
5. Мно-го-кле-точ-ные ор-га-низ-мы - это ком-плекс вза-и-мо-дей-ству-ю-щих си-стем раз-лич-ных кле-ток, обес-пе-чи-ва-ю-щих ор-га-низ-му рост, раз-ви-тие, обмен ве-ществ и энер-гии.
6. Клет-ки всех ор-га-низ-мов сход-ны между собой по стро-е-нию, хи-ми-че-ско-му со-ста-ву и функ-ци-ям.

Клет-ки чрез-вы-чай-но раз-но-об-раз-ны. Они могут раз-ли-чать-ся по струк-ту-ре, форме и функ-ци-ям (рис. 7).

Рис. 7. Разнообразие клеток ()

Среди них есть сво-бод-но жи-ву-щие клет-ки, ко-то-рые ведут себя как особи по-пу-ля-ций и видов, как са-мо-сто-я-тель-ные ор-га-низ-мы. Их жиз-не-де-я-тель-ность за-ви-сит не толь-ко от того, как ра-бо-та-ют внут-ри-кле-точ-ные струк-ту-ры, ор-га-но-и-ды. Они сами вы-нуж-де-ны до-бы-вать себе пищу, пе-ре-ме-щать-ся в окру-жа-ю-щей среде, раз-мно-жать-ся, то есть дей-ство-вать как ма-лень-кие, но вполне са-мо-сто-я-тель-ные особи. Таких сво-бо-до-лю-би-вых од-но-кле-точ-ных очень много. Они вхо-дят во все цар-ства кле-точ-ной живой при-ро-ды и на-се-ля-ют все среды жизни на нашей пла-не-те. В мно-го-кле-точ-ном ор-га-низ-ме клет-ка яв-ля-ет-ся его ча-стью, из кле-ток об-ра-зу-ют-ся ткани и ор-га-ны.

Раз-ме-ры кле-ток могут быть очень раз-ны-ми - от одной де-ся-той мик-ро-на и до 15 сан-ти-мет-ров - таков раз-мер яйца стра-у-са, пред-став-ля-ю-ще-го собой одну клет-ку, а вес этой клет-ки - пол-то-ра ки-ло-грам-ма. И это да-ле-ко не пре-дел: яйца ди-но-зав-ров, к при-ме-ру, могли до-сти-гать в длину целых 45 сан-ти-мет-ров (рис. 8).

Рис. 8. Яйцо динозавра ()

Обыч-но у мно-го-кле-точ-ных ор-га-низ-мов раз-ные клет-ки вы-пол-ня-ют раз-лич-ные функ-ции. Клет-ки, сход-ные по стро-е-нию, рас-по-ло-жен-ные рядом, объ-еди-нен-ные меж-кле-точ-ным ве-ще-ством и пред-на-зна-чен-ные для вы-пол-не-ния опре-де-лен-ных функ-ций в ор-га-низ-ме, об-ра-зу-ют ткани (рис. 9).

Рис. 9. Образование ткани ()

Жизнь мно-го-кле-точ-но-го ор-га-низ-ма за-ви-сит от того, на-сколь-ко сла-жен-но ра-бо-та-ют клет-ки, вхо-дя-щие в его со-став. По-это-му клет-ки не кон-ку-ри-ру-ют между собой, на-про-тив, ко-опе-ра-ция и спе-ци-а-ли-за-ция их функ-ций поз-во-ля-ет ор-га-низ-му вы-жить в тех си-ту-а-ци-ях, в ко-то-рых оди-ноч-ные клет-ки не вы-жи-ва-ют. У слож-ных мно-го-кле-точ-ных ор-га-низ-мов - рас-те-ний, жи-вот-ных и че-ло-ве-ка - клет-ки ор-га-ни-зо-ва-ны в ткани, ткани - в ор-га-ны, ор-га-ны - в си-сте-мы ор-га-нов. И каж-дая из этих си-стем ра-бо-та-ет на то, чтобы обес-пе-чить су-ще-ство-ва-ние це-ло-му ор-га-низ-му.

Несмот-ря на все раз-но-об-ра-зие форм и раз-ме-ров, клет-ки раз-ных типов схожи между собой. Такие про-цес-сы, как ды-ха-ние, био-син-тез, обмен ве-ществ, идут в клет-ках неза-ви-си-мо от того, яв-ля-ют-ся ли они од-но-кле-точ-ны-ми ор-га-низ-ма-ми или вхо-дят в со-став мно-го-кле-точ-но-го су-ще-ства. Каж-дая клет-ка по-гло-ща-ет пищу, из-вле-ка-ет из нее энер-гию, из-бав-ля-ет-ся от от-хо-дов об-ме-на ве-ществ, под-дер-жи-ва-ет по-сто-ян-ство сво-е-го хи-ми-че-ско-го со-ста-ва и вос-про-из-во-дит саму себя, то есть осу-ществ-ля-ет все про-цес-сы, от ко-то-рых за-ви-сит ее жизнь.

Все это поз-во-ля-ет рас-смат-ри-вать клет-ку как осо-бую еди-ни-цу живой ма-те-рии, как эле-мен-тар-ную живую си-сте-му (рис. 10).

Рис. 10. Схематический рисунок клетки ()

Все живые су-ще-ства, от ин-фу-зо-рии до слона или кита, са-мо-го круп-но-го на се-го-дняш-ний день мле-ко-пи-та-ю-ще-го, со-сто-ят из кле-ток. Раз-ни-ца лишь в том, что ин-фу-зо-рии - са-мо-сто-я-тель-ные био-си-сте-мы, со-сто-я-щие из одной клет-ки, а клет-ки кита ор-га-ни-зо-ва-ны и вза-и-мо-свя-за-ны как части боль-шо-го 190-тон-но-го це-ло-го. Со-сто-я-ние всего ор-га-низ-ма за-ви-сит от того, как функ-ци-о-ни-ру-ют его части, то есть клет-ки.

Список литературы

1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. - Дрофа, 2009.
2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/ Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. - 2-е изд., перераб. - М.: Вентана-Граф, 2005
3. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002.

1. Krugosvet.ru ().
2. Uznaem-kak.ru ().
3. Mewo.ru ().

Домашнее задание

1. Что изучает цитология?
2. Каковы основные положения клеточной теории?
3. Чем различаются клетки?

1. Что изучает цитология? Что вам известно о развитии науки цитологии? Какова роль приборов в изучении клетки?

Ответ :

Цитология изучает состав, строение и функции клеток. Приборы, в частности микроскоп, играют важную роль в развитии цитологии, посколько позволяют рассмотреть строение клеток.

2. Среди перечисленных ниже клеток выпишите те, которые: а) входят в состав многоклеточного организма; б) являются свободноживущими организмами.

Ответ :

3. Дополните определение.

Ответ :

Клетки, сходные по строению, расположенные рядом, объединенные межклеточным веществом и выполняющие определенные функции, образуют ткани и органы . Ткани растений и животных, которые выполняют защитные функции, называют защитный (кожный) покров .

4. Вы знаете, что у животных различаются четыре типа тканей. К какому типу относятс:

а) Кровь
б) Верхний слой кожи
в) Клетки мозга
г) Прямую мышцу спины человека
д) Обонятельные клетки носовой полости
е) Подкожную клетчатку
ж) Тромбоцит

Ответ :

а) Соединительная
б) Эпителиальная
в) Нервная
г) Мышечная
д) Нервная
е) Соединительная
ж) Клетки крови (соединительная)

5. Какие типы тканей характерны для:

а) листа яблони
б) коры клена
в) хвоинки сосны
г) клубня картофеля
д) ствола тополя

Ответ :

а) покровная
б) покровная
в) покровная
г) основная
д) образовательная

6. Докажите, что клетка - структурная и функциональная единица живых организмов.

Ответ :

Клетка способна воспроизводить себе подобную клетку.

7. Напишите, как происходило развитие знаний о клетке. Отметьте основные этапы развития цитологических знаний.

Ответ :

8. Внимательно прочитайте основные положения клеточной теории в учебнике, мысленно обозначьте их номерами. Отметьте, к каким из этих положений могут относиться следующие утверждения:

а) в клетках растений содержатся углеводы и различные минеральные соли
б) рост корня зависит от функционирования определенной его зоны
в) растения, животные, грибы и все живие существа на нашей планете состоят из клеток

Ответ :

Все живое состоит из клеток (исключение: вирусы). Все физиологические проценны проиходят на уровне клетки, затем уже на уровне органа и организма. В основе любого патологического процесса лежит изменения в функциях и строении клеток. Деление проиходит на уровне клеток, рост есть увеличение числа клеток.